(57)【要約】【課題】電極固定部材の裏面から突出するように筒状電極をその基端部において溶接によって固定してなる筒状電極固定構造を有する液状態検知センサで、その溶接に起因する電極固定部材の変形を防止し、タンクへの取付けにおけるシール性を高める。            【解決手段】電極固定部材３０の裏面３２ａから突出するように筒状部３４を設け、この筒状部３４の外周面のうち、裏面３２ａから間隔Ｋ離間した位置から先端側を小径の小径部３４ｂとし、大径の基端寄り部位と小径部３４ｂとの境界に先端向き面３４ｃを設ける。小径部３４ｂの外周面に筒状電極１０の基端部１２を嵌合し、その端面１３を先端向き面３４ｃに突き合わせ、その嵌合状態において突合せ面を周方向に沿って溶接した。溶接位置が、電極固定部材３０の裏面３２ａから間隔Ｋ離間しているため、離間していなかった従来より、溶接における熱が裏面３２ａに伝達されにくいため、その変形を少なくできる。【選択図】    図１
2007114051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体収容容器内に収容される液体の状態を電極間の静電容量に基づいて検知する液状態検知センサであって、
筒状をなす静電容量測定用の筒状電極と、この筒状電極をその基端部において固定する電極固定部材とを備え、
該電極固定部材は、センサ自身を液体収容容器又はその蓋へ着座させて取付けるための取付け用フランジを自身の外側に備えると共に、該電極固定部材の着座させられる裏面におけるその取付け用フランジの内側に、該裏面から突出するように筒状部を備えており、この筒状部の外周面に前記筒状電極の基端部を嵌合させた状態で、前記電極固定部材の裏面と、該筒状電極の基端部の端面との間に所定の間隔を保持して該筒状電極の基端部と前記筒状部の外周面とを周方向に沿って溶接してなることを特徴とする液状態検知センサ。
【請求項２】
前記筒状部の外周面のうち、前記電極固定部材の裏面から離間した位置に、前記筒状電極の基端部の端面が当接するように凸部を設け、この凸部に該筒状電極の基端部の端面を当接させるようにして前記所定の間隔を保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の液状態検知センサ。
【請求項３】
液体収容容器内に収容される液体の状態を電極間の静電容量に基づいて検知する液状態検知センサであって、
筒状をなす静電容量測定用の筒状電極と、この筒状電極をその基端部において固定する電極固定部材とを備え、
該電極固定部材は、センサ自身を液体収容容器又はその蓋へ着座させて取付けるための取付け用フランジを自身の外側に備えると共に、該電極固定部材の着座させられる裏面におけるその取付け用フランジの内側に、該裏面から突出するように筒状部を備えており、この筒状部の外径を、筒状部の先端から所定の範囲が相対的に小径となる小径部として径違いに形成し、その径違いの境界に環状をなす先端向き面を設け、前記小径部の外周面に、前記筒状電極の基端部を嵌合させた状態で、該筒状電極の基端部の端面を前記先端向き面に突合せ状にし、その基端部の端面と該先端向き面とを周方向に沿って溶接してなることを特徴とする液状態検知センサ。
【請求項４】
前記先端向き面と前記小径部の外周面とのなす隅角における該外周面に、周方向に沿って凹部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の液状態検知センサ。
【請求項５】
前記筒状部の前記先端向き面における外径と、前記筒状電極の基端部の端面における外径とが同一径とされていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液状態検知センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、前記筒状電極の基端部の端面とその内周面との角に、周方向に沿って面取りが付けられていることを特徴とする液状態検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極間の静電容量を測定することで液体収容容器内に収容された液体の液位等の状態を検知（検出）する液状態検知センサ（以下、単にセンサともいう）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル自動車から排出される排気ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）以外に窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれている。そこで、近年、この有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）を無害なガスに還元することが行われている。例えば、ディーゼル自動車の排気ガス排出用のマフラーの途中にＮＯｘ選択還元（ＳＣＲ）触媒を設置し、別途車両に設けた液体収容容器（以下、タンクともいう）に還元剤溶液として尿素水を入れ、この尿素水を上記触媒へ噴射するようにして、ＮＯｘをＮ２等の無害なガスに還元するシステムが提案されている。このシステムでは、尿素水が無くなった場合にはＮＯｘ還元反応を促すことができずにＮＯｘの大量な排出を起こすため、尿素水を収容する収容容器に、収容される尿素水の液位（以下、水位ともいう）を測定するセンサを設け、尿素水の残量が規定量以下となった場合に警報を発する等の措置が講じられている。この水位を測定するためのセンサの一例として、静電容量式の液状態検知センサが知られている（特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１に記載された液状態検知センサは、導体からなる細長い筒を外側の電極（外部電極）とし、この外部電極の内側にて、その軸線方向に沿って同心で設けられた細長い柱状又は管状の内部電極との間の静電容量を測定し、その静電容量から水位を検知するというものである。例えば、尿素水のように導電性を有する液体の水位の測定に用いる静電容量式の液状態検知センサでは、外部電極と内部電極との間でのショート防止のために、内部電極の表面に絶縁膜を形成し、その上で、両電極の軸線方向が水位の上下方向となるように、液状態検知センサを測定対象をなすタンク（ケーシング）に取り付け、セットする。このような導電性の液体の水位（液位）を測定する場合には、液体に浸漬していない部分の静電容量は、内外の両電極のギャップ間の空気層および内部電極の絶縁膜の厚みに依存する。一方、液体に浸漬している部分の静電容量は、導電性の液体が外部電極と同電位となるため絶縁膜の厚みに依存し、前者よりも静電容量が大きくなる。このため、液体に浸漬している部分が増えるほど測定される静電容量が大きくなることとなり、水位を検知することができる。
【０００４】
こうした液状態検知センサは、タンク内に、外部電極の軸線方向が水位の上下方向となるように設けられるのが普通であり、例えば、外部電極（及び内部電極）がタンクの天井（天板）又は蓋からタンク内に垂下状にして取り付けられる。この場合、その液状態検知センサは、その天井側に、外部電極の基端側（根元側）を位置させるため、外部電極の基端部（上端部）を、タンク（ケーシング）の天板（上蓋）などに固定することになる。そして、この従来技術においてはその固定を、その上蓋の裏面に凹部又は開口を設け、この開口内に外部電極の基端部を嵌合し、その基端部における外周面と、上蓋の裏面とのなす隅角に、その周面に沿って溶接することによって行っていた。
【０００５】
また、上記従来技術とは別のセンサとしては、図８に示したように、その電極１０，２０をタンクＴの天板（上蓋）に設けられたセンサ取付け用開口からタンク内に垂下状に挿入するようにしたものもある。このものは、タンクＴの上部の天板（蓋）に対し、電極１０、２０をその基端部において固定してなる電極固定部材（電極支持部材）３０を介して固定するようにしたものである。すなわち、このものは、電極固定部材３０の底部３２に沿う外周面に取り付け用フランジ３５を設けておく一方、その底部３２に開口３３を設けておき、筒状をなす外部電極１０をこの開口３３内に嵌合し、前記したのと同様に溶接によってその電極１０の基端部１２をその開口３３の内周に固定している。なお、同図のセンサにおいては、この外部電極１０の基端部１２の内側に絶縁材からなる環状のホルダ５０が介挿され、ホルダ５０の内側に内部電極２０が配置されている。すなわち、このものでは、その開口３３内に外部電極１０の基端部１２を嵌合し、その基端部１２における外周面と、電極固定部材３０の裏面とのなす隅角に、その周面に沿って溶接をすることによってその固定を行っている。そして、電極固定部材３０の外周面に設けられた取り付け用フランジ３５を、タンクの蓋（又は天板）に設けられた取付け用開口の周縁に、例えば、パッキングＰを介して着座させ、ねじ部材（図示せず）によるねじ込みなどによって締め付けることで、その取り付けが行われている。
【０００６】
このように、従来のこの種のセンサにおいては、筒状をなす外部電極をタンクの蓋に固定し、或いは前記のような電極固定部材に固定するのに、それらの裏面に設けられた凹部又は開口に、外部電極の基端部を挿入し、挿入された外部電極の外周面と開口の周縁とのなす隅角部を、外部電極の外周面に沿って溶接することで行われていた。このような電極固定構造を有するセンサにおいては、次のような解決すべき課題があった。
【特許文献１】実開平０１−１５１２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち、このような電極固定構造を有するセンサにおいては、固定部材をなすタンクの蓋、又は電極固定部材におけるタンクに対する取付け用フランジの裏面が、固定すべき電極が溶接される部位と同じ平面レベルにあるため、その周方向に沿ってなされる溶接時の熱の影響によって変形ないし歪みを起こしてしまう。このため、センサをタンクへ取り付けた際においては、その取付け用フランジの取付けの安定性が損なわれ、例えパッキングを介して取り付けたとしても、シール性が悪くなるおそれがある、といった問題があった。
【０００８】
本発明は、こうしたセンサの問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、筒状をなす外部電極などの筒状電極をその基端部において電極固定部材に対して溶接によって固定する構造を有するセンサにおいて、その溶接に起因する電極固定部材（詳細には、取付け用フランジ）の変形を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、液体収容容器内に収容される液体の状態を電極間の静電容量に基づいて検知する液状態検知センサであって、
筒状をなす静電容量測定用の筒状電極と、この筒状電極をその基端部において固定する電極固定部材とを備え、
該電極固定部材は、センサ自身を液体収容容器又はその蓋へ着座させて取付けるための取付け用フランジを自身の外側に備えると共に、該電極固定部材の着座させられる裏面におけるその取付け用フランジの内側に、該裏面から突出するように筒状部を備えており、この筒状部の外周面に前記筒状電極の基端部を嵌合させた状態で、前記電極固定部材の裏面と、該筒状電極の基端部の端面との間に所定の間隔を保持して該筒状電極の基端部と前記筒状部の外周面とを周方向に沿って溶接してなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記筒状部の外周面のうち、前記電極固定部材の裏面から離間した位置に、前記筒状電極の基端部の端面が当接するように凸部を設け、この凸部に該筒状電極の基端部の端面を当接させるようにして前記所定の間隔を保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の液状態検知センサである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、液体収容容器内に収容される液体の状態を電極間の静電容量に基づいて検知する液状態検知センサであって、
筒状をなす静電容量測定用の筒状電極と、この筒状電極をその基端部において固定する電極固定部材とを備え、
該電極固定部材は、センサ自身を液体収容容器又はその蓋へ着座させて取付けるための取付け用フランジを自身の外側に備えると共に、該電極固定部材の着座させられる裏面におけるその取付け用フランジの内側に、該裏面から突出するように筒状部を備えており、この筒状部の外径を、筒状部の先端から所定の範囲が相対的に小径となる小径部として径違いに形成し、その径違いの境界に環状をなす先端向き面を設け、前記小径部の外周面に、前記筒状電極の基端部を嵌合させた状態で、該筒状電極の基端部の端面を前記先端向き面に突合せ状にし、その基端部の端面と該先端向き面とを周方向に沿って溶接してなることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記先端向き面と前記小径部の外周面とのなす隅角における該外周面に、周方向に沿って凹部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の液状態検知センサである。そして、請求項５に記載の発明は、前記筒状部の前記先端向き面における外径と、前記筒状電極の基端部の端面における外径とが同一径とされていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液状態検知センサである。また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記筒状電極の基端部の端面とその内周面との角に、周方向に沿って面取りが付けられていることを特徴とする液状態検知センサである。
【００１３】
なお、本発明の液状態検知センサのように、電極間の静電容量を測定することで液体収容容器（タンク）内の液体の液位等の液状態を検知するものでは、正負一対の電極が必要となるところ、本発明のセンサにおいては、センサ自体が一対の電極を備えているものが普通であるが、必ずしもこのようなものに限定されるものではない。一対の電極を備えているものとしては、上記した従来技術や先行技術のように、筒状の外部電極と、その外部電極の内部（筒内側）に、その軸線方向に沿って設けられた、径の小さい柱状（又は筒状）をなす内部電極とを備えているものが例示されるが、このような電極の形態のものに限定されるものではない。
【００１４】
また、電極間の静電容量を測定するためには、液体収容容器自体が金属製のものである場合には、その容器（タンク）自体を電極として使用することが可能であり、したがって、そのような場合には、センサ自体は１つの電極を備えていればよい。同様に、センサ自体とは別途、独立に１つの電極を設けることも可能であり、このような場合もセンサ自体は１つの電極を備えていればよい。すなわち、本発明のセンサには、それ自体としては、対をなす電極のうちの一方のみを備えているものも含まれ、その場合における電極は、本発明の「筒状電極」である。
【００１５】
さらに、本発明において、センサ自身を液体収容容器へ着座させて取付けるための取付け用フランジを備えた電極固定部材は、同容器の蓋（天板）又は同容器の一部を構成するその他の部材（例えば、底板）であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、筒状電極の固定のための溶接部位（位置）を電極固定部材の液体収容容器又はその蓋へ着座させられる裏面から所定の間隔分、離間させたものとしている。このため、取付け用フランジを含む電極固定部材の裏面への溶接時の熱の伝導効率を低下させることができるので、従来のようにその裏面と同一の平面で溶接していた電極固定構造のものに比べると、取付け用フランジの取付け面を含めた裏面の変形ないし歪みを、少なくすることができる。かくしては、電極固定部材を、その裏面を介して液体収容容器（以下、タンクともいう）の天板（蓋）等に着座させ、取付け用フランジをネジ部材等による締め付けによることで、センサの取付けを行う場合においても、取付けにおける安定が図られる。すなわち、その裏面の変形やひずみが少なくなっている結果、その裏面とタンクとの間のシール性を高めることができる。なお、筒状電極の基端部の端面を電極固定部材の裏面から離間させる間隔Ｋは、熱伝導による変形防止のためには大きい方がよいが、変形防止効果や電極固定部材の小型化等の要請に鑑みると、３〜１０ｍｍの範囲とするのが適切である。
【００１７】
溶接に際しての筒状電極の筒状部への嵌合において、前記電極固定部材の裏面と、該筒状電極の端面との間に所定の間隔を保持するには、その組立（嵌合）において、所定のジグなどを用いればよい。しかし、請求項２又は３に記載の発明においては、筒状部の外周面に設けた凸部又は環状をなす先端向き面が、嵌合におけるストッパをなすことから、その組み立て、溶接においては、筒状電極の基端部の端面がこれらに当接するように嵌合しさえすれば、その間隔が自動的に所定のものに保持される。すなわち、請求項２又は３に記載の発明においては、組立及び溶接の簡易化が図られる。とくに、請求項３に記載したように、環状をなす先端向き面を設け、該筒状電極の基端部の端面を前記先端向き面に突合せ状にし、その基端部の端面と該先端向き面とを周方向に沿って溶接してなることとしたものでは、１周方向における溶接とし得るため、作業性の向上も期待される。また、請求項３に記載したように、筒状電極の基端部の端面と筒状部の前記先端向き面とを突合せ溶接する構成を図ることにより、筒状部の小径部外径に対する筒状電極内径の公差管理を比較的緩めに設定することができ、筒状電極の作製が容易となり、センサの低コスト化を図ることができる。
【００１８】
請求項３においては、請求項４に記載のように、前記先端向き面と前記小径部の外周面とのなす隅角における該外周面に、周方向に沿って凹部が設けられていることとするのが好ましい。前記電極固定部材を製造する工程において、これを切削（機械加工）で製造する場合には、その筒状部における環状をなす先端向き面と、小径部の外周面とのなす隅角には、切削工具（例えばバイト）の切れ刃先端の小アール分の隅肉（Ｒ）が付くことになる。また、鍛造で成形する場合においても、成形型（ダイ）の角の小アール分の隅肉が付くことは避けられない。このような隅肉（Ｒ）が付いている筒状部の小径部の外周面に、筒状電極を嵌合（外嵌）した場合には、隙間嵌めであるとしても、その筒状電極の端面を環状をなす先端向き面に突き合わせるようにしても、その隅肉Ｒに、筒状電極の端面の内周縁角が当たって干渉することがある。このため、筒状部の先端向き面と、筒状電極の端面との間には、不可避的に隙間ができることになり、溶接性が悪くなる。これに対して、請求項４に記載のようにしておけば、そのような干渉に起因する隙間の発生を容易に防止できるため、溶接性を向上させることができる。また、請求項５に記載のようにしておいても、同様の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を具体化した静電容量式の液状態検知センサの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して液状態検知センサの一例としての液体レベルセンサ１について説明する。図１は、液体レベルセンサ１の中間省略縦断面図である。図２は、図１のセンサをなす電極固定部材に筒状電極を嵌合、固定する前の断面図、図３は電極固定部材の平面図、図４は電極固定部材の筒状部に筒状電極を固定してなる図１の部分拡大図及びそのさらなる拡大図である。なお、本形態では、円筒状をなす筒状電極（外部電極）と、その内側に配置された円柱状の内部電極との一対の電極を備えたセンサとして具体化し、「筒状電極」が外部電極とされているものとして説明する。
【００２０】
本実施の形態の液体レベルセンサ（以下、単にセンサともいう）１は、ディーゼル自動車の排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の還元に使用される尿素水を収容したタンクに取り付けられ、その内部の液体の状態の検知（尿素水の水位の測定）をするためのものである。図１においては、センサ１がタンクＴの天板（天井部）から垂下状に取り付けられる状態が図示されている。図１に示すように、本形態のセンサ１は、ストレートで一定厚さの円筒形状を呈する筒状電極１０と、その筒状電極１０の内部にてその軸線Ｇ方向に沿って設けられた、一定太さで円柱状をなす内部電極２０と、これらを共にその基端部（図示上端部）において固定（支持）すると共に、タンクＴへの取り付け手段をなす電極固定部材３０などから構成されている。
【００２１】
電極固定部材３０は、絶縁材からなる環状のホルダ５０を介して、筒状電極１０および内部電極２０を互いに接触させずに固定（支持）するためのもので、本形態では、上方を開口する直方体形状のケース状に形成されたケース状部位３１と、その平坦な底部３２の中央において開口する平面視、円形の開口部３３から、ケース状部位３１の裏面３２ａにおいて下向きに突出する円筒状の筒状部３４を備えている。この筒状部３４は、その外周面のうちの先端（図１下端）から所定の長さ範囲が、同心で基端（図１上端）寄り部位（大径部）３４ａより小径の小径部３４ｂとされ、これらの両部位３４ａ、３４ｂは各々、上下において一定の径をなすストレートの円筒部とされている。そして、この先端寄り部位の小径部３４ｂと、基端寄り部位の大径部３４ａとの境界には、環状をなす先端向き面３４ｃが形成されており、詳しくは後述するが、小径部３４ｂの外周面に筒状電極１０の基端部１２を嵌合した際に、その端面１３が先端向き面３４ｃに突合せ状に位置決めされるようにされている。なお、この先端向き面３４ｃは、筒状部３４の軸線Ｇに垂直な平面をなすようにされており、裏面３２ａからの間隔（寸法）Ｋは例えば３〜５ｍｍの範囲で設定されている。また、筒状部３４の内周面３４ｎは上下において一定の径をなすストレートとされており、この内周面３４ｎにホルダ５０を介して内部電極２０が内挿され、その基端部２２において支持ないし固定されるようにされている。
【００２２】
一方、このようなケース状部位３１の裏面寄り部位の外周には、センサ１をタンクＴの天板（又は蓋）に取付けるための取付け用フランジ３５を備えている。この取付け用フランジ３５のタンクＴの天板（又は蓋）に対する着座面（取付け面）３５ａは、ケース状部位３１の裏面３２ａと同一平面とされている。この取付け用フランジ３５は、平面視、概ね矩形をなすと共に、その四コーナーは円弧状に丸められている（図３参照）。また、短辺中央には切り欠き状凹部が設けられている。さらに、取付け用フランジ３５の適所には、タンクに対してネジ部材でこれを固定するための貫通穴３６が複数設けられている。
【００２３】
他方、ケース状部位３１の側壁３７、４１に包囲される内部には、上記した絶縁材からなる円環状のホルダ５０を介して、そのホルダ５０内に内挿配置された内部電極２０を、後述するように押え板５７で、ネジ部材５８ａの締付けによって固定するためのねじ穴３９が形成されている。このねじ穴３９は、平面視、短辺をなす側壁３７に沿って矩形で隆起状に設けられた棚３８の略中央に形成されている。また、この棚３８の上方であって、ケース状部位３１の平面視、四隅には中継用の回路基板６０を固定するための支持部４６を隅肉状に備えており、平面視、対角方向の支持部４６にはねじ穴４７が設けられ、ネジ部材５８ｂをこのねじ穴４７にねじ込むことで回路基板６０を固定するように形成されている（図３参照）。なお、本形態では、ケース状部位３１の底部３２の開口部３３の周縁は、棚３８の壁４０と、平面視長辺をなす側壁４１とで包囲され、平面視、矩形をなす凹部４３とされて平坦な底面４４とされ、ここに、ホルダ５０がその上端部に形成された平面視四角のフランジ５１を介して吊下げ状に、回転することなく係合されるようにされている。なお、電極固定部材３０の裏面３２ａ側に突出する筒状部３４は、その基端部３４ａの外径が凹部４３における棚３８の壁面４０相互間の寸法と略一致するようにされている。また、本形態では平面視長辺をなす側壁４１の外面には鋸歯断面を呈する凸部４２がその適所に設けられており、キャップ状の保護カバー４９を固定をするようにされている。
【００２４】
このような本形態では、筒状電極１０は、その内径が電極固定部材３０の裏面３２ａから突出するように形成された筒状部３４における小径部３４ｂの外周面に微小な隙間をもって嵌合するように、その小径部３４ｂの外径より微かに大径とされている。また、その外径は、筒状部３４における大径部３４ａの外径と同径とされている。このように、筒状電極１０は、その基端部１２を、筒状部３４の小径部３４ｂの外周面に嵌合し、その端面１３を筒状部３４の小径部３４ｂと大径部３４ａの境界に位置する環状の先端向き面３４ｃに当接、すなわち突合せ状とした下で、その両者の突合せ面を中心として周方向に沿ってアーク溶接することで固定されている。なお、このような筒状電極１０は導電性の金属材料（本形態ではＳＵＳ  ３０４）からなり、図１では、その中間部を省略しているが、長細い薄肉の円筒（円管）を素材としている。また、本形態では、筒状電極１０の周面に、その母線に沿って、細幅のスリット１４、１６が、先端部１１側から順に基端部１２（液体レベルセンサ１の電極固定部材３０の端部側）側にわたって、それぞれが独立に形成されている。このスリット１４，１６は、内外に液体（尿素水）又はガス（空気）が自由に出入りできるようにするところである。本例では、それぞれが略同形状で等間隔に、しかも軸Ｇ方向からみて等角度間隔にある３本の母線上に沿って断続的に配置されている。また、図示はしないが、筒状電極１０の適所（図示上端寄り部位）には空気抜き穴が形成されている。
【００２５】
本形態では、このように筒状電極１０を固定した電極固定部材３０の開口部３３、すなわち、筒状部３４の内周面に対し、円筒状部５２の上端部に平面視矩形のフランジ５１を備えた絶縁材からなるホルダ５０を、その円筒状部５２を内挿し、そのフランジ５１を凹部４３の底面４４であって、開口部３３の周縁に回転不能に係合させている。そして、そのホルダ５０の内周面に内部電極２０を内挿し、その基端部２２の外周に設けられたフランジ２３をホルダ５０の図示上の端面５５に係合させ、絶縁板（樹脂板）５６をそのフランジ２３の上に配置すると共に、その絶縁板５６の上に押え板５７を載置し、ネジ部材５８ａを押え板５７の貫通孔５７ａを通して、ケース状部位３１内の棚３８におけるねじ穴３９にねじ込むことで、内部電極２０を固定している。しかして、内部電極２０は、その基端部２２のフランジ２３をホルダ５０の上端面５５に載置状に嵌合させる形で、筒状電極１０の内側においてそれと平行にして垂下状に支持されている。なお、ホルダ５０の内外周面には、それぞれ周溝が形成されており、液密及び気密用のリングパッキング５３，５４が装填されて、筒状部３４の内周面とホルダ５０の外周面、そしてホルダ５０の内周面と内部電極２０の外周面との各隙間のシールを確保しており、筒状電極１０の内側において測定対象をなす液がホルダ５０の円筒状部３４の内外周面を通過して電極固定部材３０のケース状部位３１の内側に侵入するのを防止している。
【００２６】
なお、本形態では、内部電極２０の基端部２２の端面２４には、端子２８が回路基板６０に向かって突出するように設けられており、この端子２８は絶縁板５６及び押え板５７に設けられた各貫通孔を通して突出するようにされている。そして、この端子２８が、ケース状部位３１の内側に配置されてネジ部材５８ｂによって固定された中継用の回路基板６０の図示しない端子（スルーホール端子）に通され、ハンダ付け等により接続され、配線ケーブル６１を介して外部のコネクタ６２に電気的に接続されている。回路基板６０からはグランド側の電極が、図示はしないが、電極固定部材３０に接続されており、これによって筒状電極１０がグランド側に電気的に接続されるように構成されている。なお、回路基板６０にはマイコンを含む複数の電子部品が実装されており、この回路基板６０は筒状電極１０及び内部電極２０から構成される検知部より得られる静電容量情報から尿素水の水位を検出し、この検出結果を外部回路（例えばＥＣＵ）コネクタ６２を介して出力するように作動する。
【００２７】
図中４９は、保護カバーであり、ケース状部位（収容部）３１に被せられており、図示はしないがその外側面に設けた貫通孔に、ケース状部位３１の外壁４１の外面に設けた凸部４２を嵌り込ませて取付けられている。なお、液体レベルセンサ１の先端側（図１における下端側）にあたる、筒状電極１０の先端部１１の近傍（先端寄り部位）の筒壁には、内部電極２０をその先端２１において弾性的に支持するため、ブッシュ状の弾性体（本例ではゴム製弾性体）２５が圧入されている。また、その弾性体２５は、外周面に設けられた抜け止め用凸部２５ａが、筒状電極１０の周面に等角度間隔で、３箇所設けらた貫通孔（開口部）１５に嵌り込んで、抜け止めとされている。なお、本形態において、内部電極２０は、中実で円柱状をした導電性の金属棒（ＳＵＳ  ３０４製棒材）である。また、この内部電極２０の表面には、例えばフッ素系樹脂からなる絶縁膜（図示せず）が３００μｍ程度の厚さでコーティングによって形成されている。
【００２８】
このようなセンサ１は、電極固定部材（ベース部材）３０の裏面３２ａに沿って形成された取付け用フランジ３５をタンクＴの天板、又は蓋の表面に、例えばゴム製のパッキングＰを介在させて着座させ、同フランジ３５に設けられた貫通穴３６にネジ部材を通してねじ込むことで取付けられ、センサとしその使用に供せられる。このような本形態のセンサ１は、その組立、すなわち筒状電極１０を電極固定部材３０の筒状部３４に固定するに際して、筒状電極１０の基端部１２の端面１３を筒状部３４の小径部３４ｂに嵌合して、大径部３４ａとの境界に位置する先端向き面３４ｃに当接して突合せ状として、その突合せ面を周方向に沿って溶接している。そして、その先端向き面３４ｃは、電極固定部材３０の裏面３２ａから間隔Ｋ離間している（図１、図２、図４参照）。すなわち、従来は、電極固定部材３０の固定を、その裏面３２ａのレベルにおいて筒状電極１０の周面を溶接していたために、溶接時の熱により取付け用フランジ３５の着座面３５ａを含む裏面３２ａが歪み、そのためにタンクＴとのシール性の保持が低下する危険性があったのに対し、本形態では、溶接部位が電極固定部材３０の裏面３２ａから間隔Ｋの寸法分離間しているため、その分、裏面３２ａに対する溶接時の熱の伝導ないし伝達を低下させることができる。このため、取付け用フランジ３５の着座面３５ａを含む裏面３２ａが溶接により変形ないし歪むのを防止でき、その結果、タンクとのシール性を高めることができるという効果がある。
【００２９】
前記形態では筒状部３４の外周面のうち、電極固定部材３０の裏面３２ａから間隔Ｋを保持した位置に、筒状電極１０の端面１３が当接する凸部として、筒状部３４の先端寄り部位を基端寄り部位より小径の小径部３４ｂとするとともに、基端寄り部位を大径の大径部３４ａとする径違いに形成し、その径違いの境界に環状をなす先端向き面３４ｃを設け、そして、この小径部３４ｂの外周面に、筒状電極１０の基端部１２を嵌合するとともに、その基端部１２の端面１３を前記先端向き面３４ｃに突合せ状とし、その基端部１２の端面１３と該先端向き面３４ｃとを周方向に沿って溶接している。このため、筒状電極１０の基端部１２の端面１３を電極固定部材３０の裏面３２ａから離間させる間隔Ｋを容易に一定に保持し得る。しかも、突合せ面が１円周となるため、溶接も容易に行うことができる。しかも、本形態では、筒状部３４の大径部３４ａの外径と筒状電極１０の外径とを同じとしたため、溶接面をきれいに仕上げることができる。
【００３０】
すなわち、筒状電極１０の基端部１２の端面１３を電極固定部材３０の裏面３２ａから離間させる寸法を容易に一定に保持するためには、図５に示したように、電極固定部材３０の筒状部３４をその外径が基部から先端まで同一径のものとし、筒状電極１０の筒状部３４に対する嵌合において、その端面１３を突き合わせることなく、その間隔Ｋが組立におけるゲージなどの別の手段で保持されるようにし、その嵌合状態の下で、筒状電極１０の端面１３と筒状部３４の外周面とのなす隅角を周方向に沿って溶接することでも、電極固定部材３０の裏面の変形防止効果は得られる。しかし、上記形態では、筒状部３４に対する嵌合において、環状をなす先端向き面３４ｃを設け、これに筒状電極１０の端面１３を突き合わせることとしたため、このような別設の手段を要しないので、溶接作業が容易となる。なお、図５については、前記の点のみが図１のものと相違するだけであるため、同一の部位には同一の符号を付すに止める。
【００３１】
また、筒状電極１０の基端部１２の端面１３を電極固定部材３０の裏面３２ａから離間させる間隔Ｋを容易に一定に保持するためには、環状をなす先端向き面３４ｃとすることなく、例えば、図６に示したように、筒状電極１０の基端部１２の端面１３が当接可能の凸部３４ｔを筒状部３４の外周面に適数設けておくこととしてもよい。しかし、上記形態のように、環状をなす先端向き面３４ｃとした場合には、その形成が容易であるうえに、上記もしたように、溶接が１円周となるため容易となる。なお、図６においては、前記の点のみが図１と相違するだけであるため、同一の部位には同一の符号を付すに止める。
【００３２】
なお、図１〜図４に示した本形態のセンサにおいては、図７に示したように、筒状部３４の環状をなす先端向き面３４ｃと、小径部３４ｂの外周面とのなす隅角において、その小径部３４ｂの外周面に周方向に沿って凹部（凹溝）３４ｇを設けておくとよい。というのは、上記もしたが、筒状部３４の外周面を、基端部側を大径部３４ａとし、先端側を小径部３４ｂとしてその境界の先端向き面３４ｃを形成する場合などは、その先端向き面３４ｃと小径部３４ｂの外周面とのなす隅角に、その形成において機械加工による場合には、切削工具の切れ刃先端のコーナーに微小とはいえアールがあるものが使用されるため、隅肉アールが付与されてしまう。一方、筒状電極１０の形成において、その端面１３が素材（管材）を所定の長さに切断したままで使用される場合には、その端面１３と内周面１０ｎとのなす角には、周方向のいずれかの部分にバリが発生するか、鋭利な尖端部を有する直角の角が存在することとなる。このような場合、この端面１３から筒状電極１０を筒状部３４の小径部３４ｂに嵌合して突き合わせるようにすれば、その角が隅肉アールに干渉する危険性が高くなり、したがって、その端面１３と環状をなす先端向き面３４ｃとの間には、微小な隙間が発生することになり、溶接性が悪くなる。これに対して、上記のように筒状部３４の環状をなす先端向き面３４ｃと、小径部３４ｂの外周面とのなす隅角において、外周面に周方向に沿って凹部３４ｇを設けておけば、こうした問題を容易に防止できるためである。
【００３３】
前記したことから理解されるように、図７中の拡大図に示したように、筒状電極１０の基端部１２の端面１３と、その内周面１０ｎとの角には周方向に沿って面取り１０ｃを付けておくのが好ましい。というのは、このように面取り１０ｃを付与する場合においては、前記した凹部（凹溝）３４ｇが設けられていなくとも、筒状電極１０の端面１３が、筒状部３４の先端向き面３４ｃと小径部３４ｂの外周面とのなす隅角の隅肉アールに干渉しないようにできるためである。すなわち、面取り１０ｃの大きさを、隅肉アールの大きさより大きくしておけばその干渉を防止できる。したがって、隅肉アールの大きさや筒状電極１０の小径部３４ｂへの嵌合における隙間に応じ、そのような隅肉アールがあるとしても、筒状電極１０の基端部１２の先端面１３が先端向き面３４ｃに当接できるように、筒状部３４に対する嵌合に応じて、その面取り１０ｃの大きさを設定すればよい。もっとも、凹部（凹溝）３４ｇを設けた上で、面取り１０ｃを設けてももちろんよい。なお、以上のセンサにおいては、電極固定部材３０がその取付け用フランジ３５を介してタンクの上部（天板又は蓋）に取付けられるものとして説明したが、本発明においては、取付け用フランジ３５を含む電極固定部材３０自体がタンクの蓋をなすものとすることもできる。
【００３４】
また上記形態のセンサは、筒状電極１０を備えて内部電極２０とで一対の電極をなすものとして具体化したが、本発明のセンサは、上記もしたように、タンク自体を電極とすることも可能であることから、その場合には、上記形態における筒状電極１０のみを電極として備えたものとしても具体化できる。なお、上記形態のセンサでは、液の状態を検知する対象である液体として、尿素水を例として具体化したが、これに限定されるのではない。また、尿素水のように導電性のある液体でない液体（非導電性の液体）が測定対象であれば、その場合には上記形態における内部電極２０のように、その外周面には絶縁膜を形成する必要はない。このような場合には、周知のように、空気の誘電率と、測定対象をなす液体の誘電率との間で差があるため、内外の両電極間の静電容量の測定を行うことで、静電容量の変化を検出できるためである。
【００３５】
また、液状態検知センサの検知対象である液状態としては、上記においては液位を例示したが、この他、液体の濃度、劣化度、品質或いは異物の混入度などとすることもできる。すなわち、本発明のセンサは、２つの電極間の静電容量を測定することで、液体のこれらの各状態を検知することのできるセンサにおいて広く適用できる。
【００３６】
さらに、上記の形態では、センサを上から下に垂下状に配置したものにおいて具体化したが、これとは逆にタンク等の液体収容容器の底において起立状に配置するセンサにおいても同様に具体化できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の液状態検知センサ（液体レベルセンサ）を具体化した実施の形態の中間省略縦断面図および要部拡大図。
【図２】図１のセンサをなす電極固定部材に筒状電極を嵌合、固定する前の半断面図および要部拡大図。
【図３】図２の電極固定部材の平面図。
【図４】電極固定部材の筒状部に筒状電極を固定してなる図１の部分拡大図及びそのさらなる拡大図。
【図５】本発明の液状態検知センサの別の実施の形態の中間省略縦断面図。
【図６】別の実施の形態であって、電極固定部材の筒状部に筒状電極を固定した要部の破縦断面図及び部分拡大図。
【図７】別の実施の形態であって、電極固定部材の筒状部に筒状電極を固定した部分拡大図及びその要部のさらなる拡大図。
【図８】先行技術を説明する縦断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１  液状態検知センサ
１０  筒状電極
１０ｃ  筒状電極の基端部の端面とその内周面との角の面取り
１２  筒状電極の基端部
２０  内部電極
３０  電極固定部材
３２ａ  電極固定部材の裏面
３４  電極固定部材の筒状部
３４ａ  筒状部の大径部
３４ｂ  筒状部の小径部
３４ｔ  筒状部の外周面の凸部
３４ｇ  筒状部の小径部の外周面の凹部
３４ｃ  筒状部の先端向き面
３５  電極固定部材の取付け用フランジ
Ｋ  電極固定部材の裏面と筒状電極の基端部の端面との間隔
Ｇ  軸線
Ｔ  液体収容容器（タンク）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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